JP2008071986A - 電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画装置の評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子ビーム描画装置のセトリング時間を最適化し高スループット化する。
【解決手段】描画するパターンの領域を主偏向で偏向可能なフレームに分割し、主偏向により電子ビームをフレーム内の任意のサブフィールド位置に位置決めし、サブフィールド単位で、副偏向によりパターンを描画する電子ビーム描画装置において、前記副偏向により電子ビームの照射位置を移動させる際のセトリング時間は、サブフィールドの偏向量に応じて電子ビームの照射位置のずれ量が一定の値となるために必要な時間であることを特徴とする電子ビーム描画装置を提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画装置の評価方法、特に、偏向により照射位置を２次元的な描画が可能な電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画装置の評価方法に関するものである。

半導体集積回路の高集積化に伴い、ＬＳＩパターンは、より一層の微細化及び複雑化する方向にある。このため、光露光に用いられるＬＳＩパターン用の露光マスクやレチクルも、より一層の微細化が要求される。また、ＬＳＩパターンの微細化に対応する別の方法として、電子ビームによるＬＳＩパターンの直接描画も検討されている。

ところで、電子ビーム描画技術は、一般にはＬＳＩマスク等を用いた光露光のように一括露光ではなく、電子ビームを走査し描画する方法であることから、描画するための時間を要し、スループットが低いという問題点を有している。

従って、電子ビーム描画装置のスループットを向上させる方法が検討されている。具体的には、ステップ＆リピート方式と呼ばれるステージ制御方法は、描画中はステージを静止させ、描画可能領域が描き終わった時点で次の領域に移動する方式がある。この方式では、電子ビームの偏向領域、即ち描画可能領域を大きくすることができるという長所はあるが、実際に描画している時間の他に、次の描画領域への移動に伴う時間が全描画時間に加わることとなり、このような露光を行わない時間が加算されることから、スループットはあまり良くない方式である。

これに対し、ステージを連続移動させることにより、スループットを向上させる方式が提案されている。この方式は、描画すべきパターンを短冊状のフレームと呼ばれる領域に分割し、ステージを連続移動させながら各フレームを描画するものである。そして、フレームの端部に到達したら、連続移動方向に対し垂直方向にステップ移動した後、折り返し再び連続移動させながら描画する。ステージ移動中に描画をするため、ステップ＆リピート方式と比較して電子ビームの偏向領域を小さくしなければならないが、ステージの静止はフレーム端面に限られるので、スループットは向上する。

また、電子ビームの偏向方式として、ベクタ走査方向（２次元走査方式）と組み合わせることにより、スループットは一段と向上する。ベクタ走査方式とは、フレームを更にサブフィールドと呼ばれる領域に分割し、その内部を必要な部分のみを電子ビームを偏向して描画するものである。１次元走査方式のように、描画の不要な部分においても電子ビームをオフした状態で走査するといった動作がないので描画速度が速くなる。このため、主・副２段の偏向器を用い、サブフィールドの位置決めは主偏向器で行い、サブフィールドの描画は副偏向器で行う。

この他、更に電子ビーム描画装置における描画精度を向上させる描画方法として、特許文献１に記載された発明が開示されている。
特開平１０−２８４３９２号公報

本発明は、２次元パターンを描画するためのスループットの向上させた電子ビーム描画装置、及び、２次元パターンにおけるセトリング時間と描画位置の精度との関係を正確に測定評価することが可能な電子ビーム描画装置の評価方法を提供する。

本発明の一態様に係る電子ビーム描画装置は、描画するパターンの領域を主偏向で偏向可能なフレームに分割し、主偏向により電子ビームをフレーム内の任意のサブフィールド位置に位置決めし、サブフィールド単位で、副偏向によりパターンを描画する電子ビーム描画装置において、前記副偏向により電子ビームの照射位置を移動させる際のセトリング時間は、サブフィールドの偏向量に応じて電子ビームの照射位置のずれ量が一定の値となるために必要な時間であることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る電子ビーム描画装置は、描画するパターンの領域を主偏向で偏向可能なフレームに分割し、主偏向により電子ビームをフレーム内の任意のサブフィールド位置に位置決めし、サブフィールド単位で、副偏向によりパターンを描画する電子ビーム描画装置において、サブフィールドにおける副偏向の偏向量を算出するサブフィールド偏向量算出部と、前記副偏向の偏向量に基づき電子ビームの照射位置のずれ量が一定の値となるために必要な時間をセトリング時間とするセトリング時間決定部を備えたことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る電子ビーム描画装置は、前記照射位置ずれ量は、前記サブフィールド内における位置ずれ量の最大値を１とした場合に、１／２０以上、１／１０以下であることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る電子ビーム描画装置の評価方法は、描画するパターンの領域を主偏向で偏向可能なフレームに分割し、主偏向により電子ビームをフレーム内の任意のサブフィールド位置に位置決めし、サブフィールド単位で、副偏向によりパターンを描画する電子ビーム描画装置の評価方法において、前記評価方法において用いられる電子ビームの照射パターンが、略垂直に交差する２本の直線上に配列されており、前記直交する位置を基点として、前記位置に電子ビームを照射し、その後、前記照射位置に隣接する前記照射パターンの一方の直線上における照射位置に電子ビームを移動させ照射する第１照射工程と、その後、前記照射パターンの他方の直線上における照射位置に電子ビームを移動させ照射する第２照射工程と、その後、前記照射位置に隣接する前記照射パターンの前記他方の直線上における照射位置に電子ビームを移動させ照射する第３照射工程と、その後、前記照射パターンの前記一方の直線上における照射位置に電子ビームを移動させ照射する第４照射工程と、前記照射パターンと実際に電子ビームの照射された位置の誤差を測定することにより、サブフィールドにおける偏向位置のずれ量を測定することを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る電子ビーム描画装置の評価方法は、前記第１照射工程から第４照射工程を繰り返し行うことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る電子ビーム描画装置の評価方法は、前記第２照射工程における電子ビームの偏向量よりも、前記第１照射工程における電子ビームの偏向量が小さく、前記第４照射工程における電子ビームの偏向量よりも、前記第３照射工程における電子ビームの偏向量が小さいことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る電子ビーム描画装置の評価方法は、前記第１照射工程における電子ビームの偏向量と、前記第３照射工程における電子ビームの偏向量とが略同じであることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る電子ビーム描画装置の評価方法は、描画するパターンの領域を主偏向で偏向可能なフレームに分割し、主偏向により電子ビームをフレーム内の任意のサブフィールド位置に位置決めし、サブフィールド単位で、副偏向によりパターンを描画する電子ビーム描画装置の評価方法において、前記パターンに複数回電子ビームを照射する際、奇数回或いは偶数回のどちらか一方の電子ビームの最小の偏向量に対し、他方におけるすべての電子ビームの偏向量が小さいことを特徴とする。

本発明によれば、２次元パターンを描画するための電子ビーム描画装置においてスループットを向上させることができる。また、２次元パターンにおけるセトリング時間と描画位置の精度との関係を正確に測定することができ、電子ビーム描画装置において、高い描画精度でスループットを向上させた制御システムを得ることが可能となる。

〔第１の実施の形態〕
本発明における一実施の形態を以下に記載する。

図１は、本発明の第１の実施の形態における電子ビーム描画装置の構成図である。この電子ビーム描画装置の試料室１内に、電子ビーム描画されるマスク等の試料２が設置されたステージ３が設けられている。ステージ３は、ステージ駆動回路４によりＸ方向（紙面における左右方向）、Ｙ方向（紙面における垂直方向）に駆動される。ステージ３の移動位置は、レーザ測長計等を用いた位置回路５により測定される。

試料室１の上方には、電子ビーム光学系１０が設置されている。この光学系１０は、電子銃６、各種レンズ７、８、９、１１、１２、ブランキング用偏向器１３、ビーム寸法可変用偏向器１４、ビーム走査用の主偏向器１５、ビーム走査用の副偏向器１６、及び２個のビーム成型用アパーチャ１７、１８等から構成されている。

図２に示すように、試料２上の電子ビームによる描画は、試料２上の描画すべきパターン５１を短冊状のフレーム領域５２に分割し、ステージ３をＸ方向に連続移動させながら各フレーム領域５２を描画する。このフレーム領域５２は、更に、サブフィールド領域５３に分割し、サブフィールド領域５３内の必要な部分のみを可変成型ビームである電子ビーム５４を偏向させ描画するものである。このため、主偏向器１５、副偏向器１６と２段の偏向器を用い、サブフィールド領域５３の位置決めは主偏向器１５で行い、サブフィールド領域５３の描画は、副偏向器１６で行う。

本実施の形態における電子ビーム描画装置において描画を行う際には、主偏向器１５により所定のサブフィールド領域５３に位置決めし、副偏向器１６によりサブフィールド領域５３内におけるパターンの描画位置の位置決めを行うともに、ビーム寸法可変用偏向器１４及びビーム成型用アパーチャ１７、１８によりビーム形状を制御し、ステージ３を一方向に連続移動させながらサブフィールド領域５３における描画を行う。このようにして１つのサブフィールド領域５３における描画が終了したら次のサブフィールド領域５３における描画を行う。ここで、フレーム領域５２は、主偏向器１５の偏向幅で決まる短冊状の描画領域であり、サブフィールド領域５３は副偏向器１６の偏向幅で決まる単位描画領域である。

さらに、複数のサブフィールド領域５３の集合であるフレーム領域５２の描画が終了した後は、ステージ３を連続移動させる方向と直交する方向にステップ移動させ、上記処理を繰り返し、各フレーム領域５２の描画を順次行う。

一方、制御計算機２０には記憶媒体である磁気ディスク２１にマスクの描画データが格納されている。磁気ディスク２１から読み出された描画データは、フレーム領域５２毎にパターンメモリ２２に一時的に格納されている。パターンメモリ２２に格納されたフレーム領域５２毎のパターンデータ、即ち描画位置及び描画図形データ等で構成されるフレーム情報は、データ解析部であるパターンデータデコーダ２３及び描画データデコーダ２４に送られる。

パターンデータデコーダ２３の出力は、ブランキング回路２５及びビーム成型器ドライバ２６と接続されている。具体的には、パターンデータデコーダ２３では、上記データに基づいてブランキングデータが作成され、このデータがブランキング回路２５に送られる。更に、所望とするビーム寸法データも作成され、このビーム寸法データがビーム成型ドライバ２６に送られる。そして、ビーム成型ドライバ２６から電子光学系１０のビーム寸法可変用偏向器１４に所定の偏向信号が印加され、これにより電子ビームの寸法が制御される。

また、制御計算機２０には、偏向制御部３２が接続されている。偏向制御部３２はセトリング時間決定部３１と接続され、セトリング時間決定部３１はサブフィールド偏向量算出部３０と接続され、サブフィールド偏向量算出部３０はパターンデータデコーダ２３と接続されている。また、偏向制御部３２は、ブランキング回路２５と、ビーム成型ドライバ２６と、主偏向器ドライバ２７と、副偏向器ドライバ２８に接続されている。

描画データデコーダ２４の出力は、主偏向器ドライバ２７及び副偏向器ドライバ２８に送られる。主偏向器ドライバ２７から電子光学系１０の主偏向部１５に所定の偏向信号が印加され、これにより電子ビームは所定の主偏向位置に偏向走査される。また、副偏向器ドライバ２８から副偏向器１６に所定の副偏向信号が印加され、これによりサブフィールド領域５３内部の描画が行われる。

〔電子ビーム描画方法〕
本実施の形態における電子ビーム描画装置の描画方法について説明する。

通常電子ビーム描画装置では、電子ビームを所定の位置まで移動させるためには、即ち、偏向させるためには、偏向器に所定の電圧を印加することにより行う。この所定の電圧の印加は、瞬時に行うことができず、所定の電圧に到達するまでには時間を要し、このためセトリング時間が設けられている。即ち、セトリング時間とは、偏向器における偏向アンプ等の電気回路が安定するまでに要する時間を意味しており、描画における電子ビームのショットとショットの間の間隔に相当する。

セトリング時間は、電子ビームの偏向量（移動距離）との相関があることが想定されるため、通常、サブフィールド領域５３内において、電子ビームの偏向量とサブフィールドにおけるセトリング時間がリニアな関係となるように設定される。これに対し、本実施の形態では、電子ビームの偏向量と偏向アンプが安定するまでの実際の時間に基づき、セトリング時間を定めるものであり、より正確な位置に電子ビームを照射するとともに、スループットを向上させることができるものである。

図３に、サブフィールド領域５３内における電子ビームの偏向量とセトリング時間との関係を示す。尚、この図は、サブフィールド領域５３内の電子ビームの偏向量（移動距離）に対するセトリング時間のエラー量を相対的に示したものである。図３の等高線は、相対的なエラー量を示しており、最も高い領域より順に、１以上、０．７以上、０．５以上、０．２以上、０．１以上の領域を示している。従って、サブフィールド領域５３における電子ビームのサブフィールド最大偏向量の近傍では、セトリング時間が短ければ短いほどエラー量が高くなり、電子ビームは所定の照射位置からよりずれた位置に照射されることとなる。

また、最も高い領域における最大値、即ち、このサブフィールド領域５３内においてエラー量が最大となるときのエラー量の相対値は約１．２である。尚、エラー量はＭＡＸの値に対し１／１０以下であれば、高い精度で描画することが可能であることが経験上得られている。また、スループットの観点から、ＭＡＸのエラー量に対し、前記１／１０の半分の値である１／２０以上であることが望ましいことも経験上得られている。以上の点を踏まえ検討の結果、最も高い描画精度で最も高いスループットを得るためには、エラー量のＭＡＸの値に対し、１／１０から１／２０の間の値であって、より１／１０に近い値であるＭＡＸのエラー量に対し、エラー量が１／１２となる時間をセトリング時間と設定することが望ましい。

このことから、本実施の形態では、図３におけるエラー量の相対値が０．１となる線１０１に基づき、サブフィールド移動距離からサブフィールドのセトリング時間を算出し、このセトリング時間により電子ビーム描画装置のサブフィールドにおける偏向制御を行うものである。これにより高い描画精度で高スループットな電子ビーム描画装置を得ることができる。

次に、このような構成からなる電子ビーム描画装置における描画方法について説明する。

最初に、試料室１内のステージ３上に試料２を設置する。この後、ステージ３の位置検出を位置回路５により行い、制御計算機２０からの信号に基づいてステージ駆動回路４によりステージ３を描画可能な位置まで移動させる。

この後、電子銃６より電子ビームが発せられる。電子ビームは、照明レンズ７により集光され、ブランキング用偏向器１３により、電子ビームを試料２に照射するか否かの操作が行われる。

この後、アパーチャ１７に入射した電子ビームは、アパーチャ１７における開口部を通過し、ビーム成型器ドライバ２６により制御されたビーム寸法可変用偏向器１４によって偏向され、ビーム成型用アパーチャ１８に設けられた開口部を通過することにより、最終的に所望のビーム形状であるスポットパターンとなる。このスポットパターンとは、試料２に照射される電子ビームの描画単位であり、複数のスポットパターンにより一つの描画パターンが形成される。

ビーム形状形成後のスポットパターンである電子ビームは、縮小レンズ１１によってビーム形状が縮小される。試料２に描画される電子ビームの試料２における照射位置は、主偏向器ドライバ２７により制御された主偏向器１５と副偏向器ドライバ２８により制御された副偏向器１６とにより制御される。主偏向器ドライバ１５は、試料２における所定の副偏向領域（サブフィールド４０）に電子ビームを位置決めし、副偏向器ドライバ１６は、サブフィールド領域５３内の図形描画位置の位置決めを行う。

試料２への電子ビームによる描画は、ステージ３を一方向に移動させ、試料２上において電子ビームを走査し、照射することにより、サブフィールド領域５３内のパターンの描画が行われる。

ステージ３を一方向に移動させながら、各サブフィールド領域５３内のパターンの描画を行っていく。複数のサブフィールド領域５３からなるフレーム領域５２の描画が終了した後は、ステージ３を新たなフレーム領域５２に移動した後、同様に電子ビームによる描画を行う。

このような方法により、試料２における全領域の電子ビームによる描画が終了した後は、試料２を、新たな別のものと交換した後、上記方法と同様の方法により、電子ビームによる描画を繰り返す。

次に、制御計算機２０による描画制御について説明する。

制御計算機２０は、記憶媒体で磁気ディスク２１に記録されたマスクの描画データを読み出し、この読み出した描画データは、フレーム領域５２毎にパターンメモリ２２に一時的に格納される。

パターンメモリ２２に格納されたフレーム領域５２毎の描画データ、つまり、描画位置及び描画図形データ等で構成されるフレーム情報は、データ解析部であるパターンデータデコーダ２３及び描画データデコーダ２４を介して、サブフィールド偏向量算出部３０、ブランキング回路２５、ビーム成型器ドライバ２６、主偏向器ドライバ２７、副偏向器ドライバ２８に送られる。

パターンデータデコーダ２３では、描画データに基づいてブランキングデータが作成され、このブランキングデータがブランキング回路２５に送られる。更に、描画データに基づいて所望とするビーム形状データが作成され、このビーム形状データがサブフィールド偏向量算出部３０とビーム成型器ドライバ２６に送られる。

サブフィールド偏向量算出部３０は、パターンデータデコーダ２３により作成したビーム形状データからサブフィールド領域５３における、１ショットごとの電子ビームの偏向量（移動距離）を算出し、この算出された情報は、セトリング時間決定部３１に送られる。セトリング時間は、図３の１０１に示す線に基づいて、サブフィールド移動距離に対応したセトリング時間が決定される。

セトリング時間決定部３１において、決定されたセトリング時間は、制御計算機２０によって制御されている偏向制御部３２へ送られ、パターンの描画のタイミングをはかりながら、ブランキング回路２５、ビーム成型ドライバ２６、主偏向器ドライバ２７、副偏向器ドライバ２８のいずれかに適宜送られる。

ビーム成型器ドライバ２６では、光学系１０のビーム寸法可変用偏向器１４に所定の偏向信号が印加され、これにより電子ビームの寸法が制御される。

描画データデコーダ２４では、描画データに基づいてサブフィールド位置決めデータが作成され、このサブフィールド位置決めデータが主偏向器ドライバ２７に送られる。

主偏向器ドライバ２７から主偏向器１５へ所定の偏向信号が印加され、これにより電子ビームは所定のサブフィールド位置に偏向走査される。

描画データデコーダ２４では、描画データに基づいて副偏向器１６の走査のコントロール信号を生成し、このコントロール信号が副偏向器ドライバ２８に送られる。そして、副偏向器ドライバ２８から副偏向器１６に所定の副偏向信号が印加され、これにより、サブフィールド領域５３内の描画は、設定されたセトリング時間が経過した後の電子ビームを繰り返し照射することにより行われる。

以上より、本実施の形態では、サブフィールド偏向量算出部３０及びセトリング時間決定部３１により、サブフィールド領域５３内の描画データにおける電子ビームの移動距離を算出し、電子ビームの移動距離に応じてセトリング時間を定めるため、高い描画精度を維持した状態で、スループットを向上させることができる。

即ち、本実施の形態では、セトリング時間を図３における線１０２に基づきサブフィールド移動距離に対応して設定する場合、即ち、サブフィールド移動距離と設定されるセトリング時間とが一次線形で設定される場合と比較して、全体的にセトリング時間を短くすることができるため、電子ビーム描画装置のスループットを向上させることができるものである。

〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態は、電子ビーム描画装置における位置精度の評価方法である。具体的には、副偏向器における電子ビームの照射位置の評価方法、即ち、サブフィールドにおける照射位置の評価方法である。

本実施の形態について、図４に基づき説明する。

図４に示すように、副偏向器による電子ビームの照射位置の評価は、直交する２つの直線Ａ、Ｂからなる評価パターンにおける照射位置に、電子ビームを照射することにより行う。尚、必要に応じて、評価の対象となる試料の表面には、電子ビームにより感光し特性が変化する感光性材料があらかじめ塗布されている。

具体的には、２つの直線Ａ、Ｂの交点の照射位置１０１に電子ビームを照射した後、直線Ａ上で、照射位置１０１に最も近接する照射位置１０２に電子ビームを移動させて照射する（第１照射工程）。電子ビームを照射するめには、一定のセトリング時間が設定されている。

照射位置１０２において電子ビームを照射した後、直線Ｂ上における次の照射位置１０３まで電子ビームを移動させて照射する（第２照射工程）。この移動距離は、通常、第１照射工程における照射位置１０１から照射位置１０２の移動距離よりも長い移動距離となる。

照射位置１０３において電子ビームを照射した後、直線Ｂ上で、照射位置２０３に最も近接する次の照射位置１０４に電子ビームを移動させて照射する（第３照射工程）。尚、この移動距離は、第１照射工程における照射位置１０１から照射位置１０２の移動距離と略等しい距離である。

照射位置１０４において電子ビームを照射した後、直線Ａ上における次の照射位置１０５まで電子ビームを移動させて照射する（第４照射工程）。

以降同様の動作を繰り返し電子ビームの照射を行う。具体的には、照射位置１０５と同一直線上の直線Ａ上における次の照射位置１０６まで電子ビームを移動させて照射する（第１照射工程）。

次に、直線Ｂ上における次の照射位置１０７まで電子ビームを移動させて照射する（第２照射工程）。

次に、照射位置１０７と同一直線上の直線Ｂ上における次の照射位置１０８まで電子ビームを移動させて照射する（第３照射工程）。

次に、直線Ａ上における次の照射位置１０９まで電子ビームを移動させて照射する（第４照射工程）。

以上の動作を評価パターン全体について行った後、所望の照射位置から、実際の電子ビームの照射位置のずれ量を計測しエラー量として評価を行う。具体的には、試料を現像することにより、残存或いは除去された感光性材料のパターンを測定し、所望の照射パターンと比較することにより、電子ビームの照射位置のずれ量の測定を行う。

このようにして、所望の照射パターンからのずれ量を計測することによりエラー量の測定を行う。

本実施の形態では、偏向量の小さな照射位置と偏向量の大きな照射位置とが交互に存在しているため、より正確な評価を行うことができる。即ち、電子ビームの照射は、所定のセトリング時間において偏向させた後照射を行うが、その前の照射の際にセトリング時間が不十分であったりした場合、実際の照射位置とずれた位置に電子ビームが照射される。この場合には、次の電子ビームの照射は、それ以前の照射位置を基準とし偏向を行うため、照射位置のずれは次第に大きくなってしまう。従って、セトリング時間と照射位置のずれ量（エラー量）を正確に得ることができず、容易にセトリング時間を最適化することが困難となるのである。

具体的に説明するため比較として、図４と同様の直交する２つの直線Ａ、Ｂからなる評価パターンにおいて、図５に示すように、交互に電子ビームを照射することにより照射位置の評価を行う方法について説明する。

この方法では、２つの直線の交点の照射位置２０１において電子ビームを照射した後、直線Ａの照射位置２０１に近接する照射位置２０２に電子ビームを移動させて照射する。この後、直線Ｂの照射位置２０３に電子ビームを移動させて照射する。この後、直線Ａの照射位置２０４に電子ビームを移動させて照射する。この後、直線Ｂの照射位置２０５に電子ビームを移動させて照射する。この後、直線Ａの照射位置２０６に電子ビームを移動させて照射する。この後、直線Ｂの照射位置２０７に電子ビームを移動させて照射する。この後、直線Ａの照射位置２０８に電子ビームを移動させて照射する。この後、直線Ｂの照射位置２０９に電子ビームを移動させて照射する。このようにして電子ビームの照射により照射パターンが形成される。

この方法では、直線Ａと直線Ｂの照射位置を交互に照射するため、図５に示すように、電子ビームの照射を行う度に、電子ビームの偏向量は次第に大きくなる。よって、セトリング時間を一定にした場合では、電子ビームの照射位置のずれは、偏向量が大きい程大きくなる。照射位置のずれ量は、その前の照射位置のずれ量を加味した値となることから、セトリング時間と照射位置とのずれ量との関係を正確に把握することは困難となる。即ち、この方法では、セトリング時間に依存したずれ量のみを検出することができないのである。

しかしながら、図４に示したように、本実施の形態における評価方法では、偏向量の大きい電子ビームの照射と、偏向量の小さい電子ビームの照射を交互に繰り返すため、偏向量の小さい電子ビームの照射ではずれ量は殆どなく、しかも偏向量は一定であることから、その後の偏向量の大きい電子ビームの照射に影響を与えることはない。よって、セトリング時間とエラー量との関係を直接的に把握することができるのである。

図６に、本実施の形態の他の例を示す。この照射パターンは、図４の照射パターンを４５°回転させたものである。図６に示すように略直行する直線Ｃ、Ｄから構成される照射パターンに、図４に示した場合と同様に、電子ビームを照射する。具体的には、交点の照射位置３０１に照射した後、直線Ｃ上における照射位置３０２に電子ビームを移動させて照射する（第１照射工程）。次に、直線Ｄ上における照射位置３０３に電子ビームを移動させて照射する（第２照射工程）。次に、照射位置３０３と同一直線上の直線Ｄ上の照射位置３０４に電子ビームを移動させて照射する（第３照射工程）。次に、直線Ｃ上の照射位置３０５に電子ビームを移動させて照射する（第４照射工程）。次に、照射位置３０５と同一直線上の直線Ｃ上の照射位置３０６に電子ビームを移動させて照射する（第１照射工程）。次に、直線Ｄ上における照射位置３０７に電子ビームを移動させて照射する（第２照射工程）。次に、照射位置３０７と同一直線上の直線Ｄ上の照射位置３０８に電子ビームを移動させて照射する（第３照射工程）。次に、直線Ｃ上の照射位置３０９に電子ビームを移動させて照射する（第４照射工程）。これにより電子ビームによる照射パターンを形成する。

この際、図４に示す場合と同様に、照射位置３０１から照射位置３０２への電子ビームの移動、照射位置３０３から照射位置３０４への電子ビームの移動、照射位置３０５から照射位置３０６への電子ビームの移動、照射位置３０７から照射位置３０８への電子ビームの移動は、各々同一直線上における移動であり、移動距離も短く偏向量も小さい。また、移動量も略一定である。よって、所定のセトリング時間を設定すれば、電子ビームを略正確に照射位置に移動させることができる。従って、各々のその後の電子ビームの偏向させることによる照射位置３０２から照射位置３０３への電子ビームの移動、照射位置３０４から照射位置３０５への電子ビームの移動、照射位置３０６から照射位置３０７への電子ビームの移動、照射位置３０８から照射位置３０９への電子ビームの移動に影響を与えることはない。よって、電子ビームの偏向量とエラー量との直接的な相関を容易に得ることができるのである。

これに対し、図７に示す場合では、図６と同様の略直行する直線Ｃ、Ｄ上に配列される照射パターンについて、図５に示した場合と同様に、電子ビームを照射する。具体的には、交点の照射位置４０１に照射した後、照射位置４０２、照射位置４０３、照射位置４０４、照射位置４０５、照射位置４０６、照射位置４０７、照射位置４０８、照射位置４０９の順に照射を行い、電子ビーム照射による照射パターンを形成する
この場合、電子ビームの照射位置は、交互に直線Ｃ、直線Ｄ上の照射位置に移動させた後照射を行う。図７の場合においては、電子ビームの移動量は毎回変動し、また、電子ビームの偏向量は電子ビームの照射する度に大きくなる。よって、セトリング時間を一定にした場合では、電子ビームの照射位置は、本来の所望の照射位置からは、次第にずれた位置に照射される。このため次の電子ビームの照射は、この位置を基準として偏向が行われるため、電子ビームの照射位置のエラー量は、前の電子ビームの照射位置のずれ量を含んだ値となり、セトリング時間とエラー量との関係を直接的に把握することができない。

以上より、本実施の形態における図４、図６に示す方法により電子ビームを照射し評価することにより、セトリング時間とエラー量の直接的な関係を容易に得ることができる。

このように得られたセトリング時間とエラー量との関係は、直接的なものであるためセトリング時間の最適化を容易に行うことができるのである。

以上、実施の形態において本発明における電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画装置の評価方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、これ以外の形態をとることが可能である。

第１の実施の形態における電子ビーム描画装置の構成図 第１の実施の形態における電子ビーム描画方法の説明図 サブフィールドにおける移動距離とセトリング時間の相関図 第２の実施の形態における評価方法の照射パターンの説明図 電子ビーム描画装置の評価方法の照射パターンの説明図 第２の実施の形態における評価方法の別の照射パターンの説明図 電子ビーム描画装置の評価方法の別の照射パターンの説明図

符号の説明

１・・・試料室、 ２・・・試料、 ３・・・ステージ、 ４・・・ステージ駆動回路、 ５・・・位置回路、 ６・・・電子銃、 ７、８、９、１１、１２・・・各種レンズ、 １０・・・光学系、 １３・・・ブランキング用偏向器、 １４・・・ビーム寸法可変用偏向器、 １５・・・主偏向器、 １６・・・副偏向器、 １７、１８・・・ビーム成型用アパーチャ、 ２０・・・制御計算機、 ２１・・・磁気ディスク、 ２２・・・パターンメモリ、 ２３・・・パターンデータデコーダ、 ２４・・・描画データデコーダ、 ２５・・・ブランキング回路、 ２６・・・ビーム成型ドライバ、 ２７・・・主偏向ドライバ、 ２８・・・副偏向ドライバ、 ３０・・・サブフィールド偏向量算出部、 ３１・・・セトリング時間決定部、 ３２・・・偏向制御部、 ５１・・・描画すべきパターン、 ５２・・・フレーム領域、 ５３・・・サブフィールド領域、 ５４・・・電子ビーム

Claims (6)

1. 描画するパターンの領域を主偏向で偏向可能なフレームに分割し、主偏向により電子ビームをフレーム内の任意のサブフィールド位置に位置決めし、サブフィールド単位で、副偏向によりパターンを描画する電子ビーム描画装置において、
   前記副偏向により電子ビームの照射位置を移動させる際のセトリング時間は、
   サブフィールドの偏向量に応じて電子ビームの照射位置のずれ量が一定の値となるために必要な時間であることを特徴とする電子ビーム描画装置。
2. 描画するパターンの領域を主偏向で偏向可能なフレームに分割し、主偏向により電子ビームをフレーム内の任意のサブフィールド位置に位置決めし、サブフィールド単位で、副偏向によりパターンを描画する電子ビーム描画装置において、
   サブフィールドにおける副偏向の偏向量を算出するサブフィールド偏向量算出部と、
   前記副偏向の偏向量に基づき電子ビームの照射位置のずれ量が一定の値となるために必要な時間をセトリング時間とするセトリング時間決定部と、
   を備えたことを特徴とする電子ビーム描画装置。
3. 前記照射位置ずれ量は、前記サブフィールド内における位置ずれ量の最大値を１とした場合に、１／２０以上、１／１０以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子ビーム描画装置。
4. 描画するパターンの領域を主偏向で偏向可能なフレームに分割し、主偏向により電子ビームをフレーム内の任意のサブフィールド位置に位置決めし、サブフィールド単位で、副偏向によりパターンを描画する電子ビーム描画装置の評価方法において、
   前記評価方法において用いられる電子ビームの照射パターンが、略垂直に交差する２本の直線上に配列されており、
   前記直交する位置を基点として、前記位置に電子ビームを照射し、
   その後、前記照射位置に隣接する前記照射パターンの一方の直線上における照射位置に電子ビームを移動させ照射する第１照射工程と、
   その後、前記照射パターンの他方の直線上における照射位置に電子ビームを移動させ照射する第２照射工程と、
   その後、前記照射位置に隣接する前記照射パターンの前記他方の直線上における照射位置に電子ビームを移動させ照射する第３照射工程と、
   その後、前記照射パターンの前記一方の直線上における照射位置に電子ビームを移動させ照射する第４照射工程と、
   前記照射パターンと実際に電子ビームの照射された位置の誤差を測定することにより、サブフィールドにおける偏向位置のずれ量を測定することを特徴とする電子ビーム描画装置の評価方法。
5. 前記第２照射工程における電子ビームの偏向量よりも、前記第１照射工程における電子ビームの偏向量が小さく、
   前記第４照射工程における電子ビームの偏向量よりも、前記第３照射工程における電子ビームの偏向量が小さいことを特徴とする請求項４に記載の電子ビーム描画装置の評価方法。
6. 描画するパターンの領域を主偏向で偏向可能なフレームに分割し、主偏向により電子ビームをフレーム内の任意のサブフィールド位置に位置決めし、サブフィールド単位で、副偏向によりパターンを描画する電子ビーム描画装置の評価方法において、
   前記パターンに複数回電子ビームを照射する際、奇数回或いは偶数回のどちらか一方の電子ビームの最小の偏向量に対し、他方におけるすべての電子ビームの偏向量が小さいことを特徴とする電子ビーム描画装置の評価方法。

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